Обращение волнового фронта излучения импульсных СО2 лазеров

• Автор: Ковалев, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 237 с. : ил

Оглавление
Введение

Глава 1. Частотная зависимость эффекта обращения волнового фронта

1.1. Обращение волнового фронта: основные определения и понятия

1.2. Методы получения волны с обращенным ВФ

1.3. Теоретические основы НОВФ

1.3.1. ОВФ при четырехволновом взаимодействии

1.3.2. Самообращение при вынужденном рассеянии

1.4. Частотная зависимость эффекта ОВФ

1.5. Выводы

Глава 2. Нелинейные среды для ОВФ ЧВ в среднем ИК диапазоне

2.1. Введение
2.2. Дисперсия характеристик нелинейного отклика, используемого
для реализации ОВФ
2.2.1. Ангармонизм связанных электронов
2.2.2. Комбинационный ангармонизм
2.2.3. Рэлеевский ангармонизм
2.2.3.1. Ориентационный отклик
2.2.3.2. Стрикционный отклик
2.2.3.3. Тепловой отклик
2.2.4. Ангармонизм "свободных" электронов
2.2.4.1. Непараболичность зоны проводимости
2.2.4.2. Генерация электрон-дырочных пар
2.2.5. Насыщение резонансных переходов
2.3. Выводы
Глава 3. Эффективность ЧВ отражения ИК излучения в полупроводниках
3.1. Введение.
3.2. Экспериментальная установка
3.3. Исследуемые образцы
3.4. Механизмы НО, ответственные за ЧВ отражение на 10,6 мкм в в,
ІпАв и ІпБЬ
3.4.1. Влияние поляризации на эффективность ЧВ отражения
3.4.2. Влияние когерентности сигнала и опорных волн на эффективность ЧВ отражения
3.5. Вклад теплового механизма нелинейности в отражение при ЧВ в полупроводниках
3.6. Влияние нелинейного поглощения на ЧВ отражение
3.7. Нелинейное поглощение встречных волн в полупроводниках
3.7.1. Эксперимент
3.7.2. Теоретическое описание
3.8. Температурная зависимость эффективности ЧВ отражения
в полупроводниках
3.8.1. Температурная зависимость характеристик ЧВ отражения в ІпАв
3.8.1.1. Нелинейная восприимчивость
3.8.1.2. Коэффициент линейного поглощения
3.8.1.3. Коэффициент нелинейного поглощения
3.8.1.4. Эффективность ЧВ отражения
3.8.2. Температурная зависимость характеристик ЧВ отражения в ЕгёЬ.
3.8.2.1. Коэффициент двухфотонного поглощения и время жизни

3.8.2.2. Нелинейная восприимчивость
3.8.2.3. Коэффициент нелинейного поглощения
3.8.2.4. Коэффициент линейного поглощения
3.8.2.5. Эффективность ЧВ отражения
3.9. Частотная зависимость К при ЧВ в полупроводниках
3.10. Выводы
Глава 4. ОВФ зеркало на основе ІпАв в резонаторе ТЕА СОг -лазера
4.1. Введение
4.2. Пороговые и энергетические характеристики С02 -лазера с полупроводником в резонаторе
4.3. Пространственное распределение излучения
Поскольку для реализации ОВФ обычно используются центросимметричные среды, рассмотрим осциллятор, ангармонизм которого задается потенциалом вида /30/
и(х) = ух2/2 - д//4, (2.1)
где V - возвращающая сила, Д - ангармоническая силовая константа, х - смещение электрона относительно его равновесного положения. Соответственно уравнение движения электрона в таком потенциале имеет вид
Д2у Ду
^ + 27—+ ©> = (дх3+еЕ)/»г, (2.2)
где соь2 = у/иг, т - масса электрона.
Если поле Е монохроматическое с частотой о), то при д = 0 из (2.2) следует известное выражение для линейной поляризуемости (восприимчивости) вещества

^ т(а>1 -а2 -2гусо) тО{со) ’
В пределе высоких частот (О» (Ц, (для связанных электронов в атомах и молекулах это, как правило, частоты, лежащие в рентгеновском диапазоне, для свободных же электронов в плазме, полупроводниках или в металлах это могут быть частоты видимого, ИК и даже суб-миллиметрового диапазонов) из (2.3) следует, например, известное выражение для диэлектрической проницаемости е плазмы

е = 1 + 4ку = 1-—-— = е' + ге" > (2.4)
тю{(0 + Ьу)
где £' и £" - действительная и мнимая части е.
Наличие в (2.2) д Ф 0, приводит к выражению для х, которое может быть представлено в виде
Х(Е) ^ х(1) + Х(3)Е2 + Х(5'Е4 + ... = Х(1) + %(3)эфф(Е)Е2. (2.5)
Для НО, обусловленного энгармонизмом движения связанных электронов, при не слишком высоких Е, то есть при Е « Е0 (Е0 - внутриатомное поле) и при со достаточно удаленных от резонансных частот осциллятора, член, пропорциональный %(3) в (2.5) значительно